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針對低成本進(jìn)行設(shè)計(jì)
在Altera大獲成功的第一代Cyclone 器件系列基礎(chǔ)之上,Cyclone II FPGA從根本上針對低成本進(jìn)行設(shè)計(jì),為成本敏感的大批量應(yīng)用提供用戶定制特性。Cyclone II FPGA以低于ASIC的成本實(shí)現(xiàn)了高性能和低功耗。
Cyclone II FPGA由使用方便的免費(fèi)Quartus II 網(wǎng)絡(luò)版設(shè)計(jì)軟件、多種知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)和硬件開發(fā)套件提供支持,可以迅速實(shí)現(xiàn)低成本FPGA方案開發(fā)。
用戶定制特性
Cyclone II 器件提供針對低成本應(yīng)用的用戶定制FPGA特性,其密度分布范圍廣,含有豐富的存儲(chǔ)器和嵌入式乘法器,并提供多種封裝選擇。Cyclone II 器件還支持低成本應(yīng)用中常見的各種外部存儲(chǔ)器接口和I/O協(xié)議。參數(shù)化IP內(nèi)核簡化了Cyclone II 接口和協(xié)議應(yīng)用。
Cyclone II FPGA系列簡介
Altera Cyclone II采用全銅層、低K值、1.2伏SRAM工藝設(shè)計(jì),裸片尺寸被盡可能最小的優(yōu)化。采用300毫米晶圓,以TSMC成功的90nm工藝技術(shù)為基礎(chǔ),Cyclone II器件提供了4,608到68,416個(gè)邏輯單元（LE）,并具有一整套最佳的功能,包括嵌入式18比特x18比特乘法器、專用外部存儲(chǔ)器接口電路、4kbit嵌入式存儲(chǔ)器塊、鎖相環(huán)（PLL）和高速差分I/O能力。
Cyclone II器件擴(kuò)展了FPGA在成本敏感性、大批量應(yīng)用領(lǐng)域的影響力,延續(xù)了第一代Cyclone器件系列的成功。表1所示為Cyclone II FPGA系列的特性和能力。
表1. Cyclone II FPGA簡介
器件 EP2C5 EP2C8 EP2C20 EP2C35 EP2C50 EP2C70
邏輯單元 4,608 8,256 18,752 33,216 50,528 68,416
M4K RAM塊
(4 k比特 + 512 校驗(yàn)比特) 26 36 52 105 129 250
總比特?cái)?shù) 119,808 165,888 239,616 483,840 594,432 1,152,000
嵌入式18x18乘法器 13 18 26 35 86 150
PLLs 2 2 4 4 4 4
最多用戶I/O 管腳 142 182 315 475 450 622
差分通道 58 77 132 205 193 262
提供日期 現(xiàn)在 現(xiàn)在 現(xiàn)在 現(xiàn)在 現(xiàn)在 現(xiàn)在
表2所示為Cyclone II器件封裝和用戶I/O管腳數(shù)。
表2. Cyclone II器件封裝和最多用戶I/O管腳
封裝尺寸
(mm x mm) EP2C5 EP2C8 EP2C20 EP2C35 EP2C50 EP2C70
144-Pin TQFP
(22 x 22) 89 85
208-Pin PQFP
(30.6 x 30.6) 142 138
240-Pin PQFP
(32 x 32) 142
256-Pin FineLine BGA
(17 x 17) 158 182 152
484-Pin Ultra FineLine BGA
(19 x 19) 322 294
484-Pin FineLine BGA
(23 x 23) 315 322 294
672-Pin FineLine BGA
(27 x 27) 475 450 422
896-Pin FineLine BGA
(31 x 31) 622
表2注釋：
TQFP = 薄四方扁平封裝
PQFP = 塑封四方扁平封裝
BGA = 球柵陣列封裝
表3 列出了Cyclone II器件的適用配置器件。
表3. Cyclone II FPGA的適用配置器件
配置器件 支持Cyclone II器件
EP2C5 EP2C8 EP2C20 EP2C35 EP2C50 EP2C70
EPCS1 X
EPCS4 X X X
EPCS16 X X X X X X
EPCS64 X X X X X X
Cyclone II 器件系列特性
Cyclone II器件系列是成本最低的FPGA解決方案,提供空前的設(shè)計(jì)靈活性和高性能系統(tǒng)集成能力。
成本優(yōu)化的架構(gòu)：Cyclone II 器件架構(gòu)為最低的成本而優(yōu)化,提供多達(dá)68,416 個(gè)邏輯單元(LE),密度超過第一代Cyclone FPGA的3倍。Cyclone II FPGA內(nèi)部的邏輯資源可以用來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用。
工藝技術(shù)：Cyclone II FPGA在300毫米晶圓的基礎(chǔ)上,采用了TSMC領(lǐng)先的90nm低電介工藝技術(shù)而生產(chǎn)。
嵌入式存儲(chǔ)器：Cyclone II FPGA基于流行的M4K存儲(chǔ)器塊,提供多達(dá)1.1兆比特的嵌入式存儲(chǔ)器,可以支持配置為廣泛的操作模式,包括RAM、ROM、先入先出（FIFO）緩沖器以及單端口和雙端口模式。
嵌入式乘法器：Cyclone II FPGA提供最多150個(gè)18x18比特乘法器,是低成本數(shù)字信號(hào)處理（DSP）應(yīng)用的理想方案。這些乘法器可用于實(shí)現(xiàn)通用DSP功能,如有限沖擊響應(yīng)（FIR）濾波器、 快速傅立葉變換、相關(guān)器、編/解碼器以及數(shù)控振蕩器（NCO）。
外部存儲(chǔ)器接口：Cyclone II 器件提供高級外部存儲(chǔ)器接口支持,允許開發(fā)人員集成外部單倍數(shù)據(jù)速率（SDR）、雙倍數(shù)據(jù)速率（DDR）、DDR2 SDRAM器件以及第二代四倍數(shù)據(jù)速率（QDRII）SRAM器件,數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)668 Mbps。
差分I/O支持：Cyclone II 器件提供差分信號(hào)支持,包括LVDS、RSDS、mini-LVDS、LVPECL、SSTL和HSTL I/O標(biāo)準(zhǔn)。LVDS標(biāo)準(zhǔn)支持接收端最高805 Mbps數(shù)據(jù)速率,發(fā)送端最高622 Mbps。
單端I/O支持：Cyclone II器件支持各種單端I/O 標(biāo)準(zhǔn),如當(dāng)前系統(tǒng)中常用的LVTTL、LVCMOS、SSTL、HSTL、PCI和PCI-X標(biāo)準(zhǔn)。
接口和協(xié)議支持：Cyclone II 器件支持串行總線和網(wǎng)絡(luò)接口（如PCI和PCI-X）,快速訪問外部存儲(chǔ)器件,同時(shí)還支持大量通訊協(xié)議,包括以太網(wǎng)協(xié)議和通用接口。
時(shí)鐘管理電路：Cyclone II器件支持最多達(dá)四個(gè)可編程鎖相環(huán)（PLL）和最多16個(gè)全局時(shí)鐘線,提供強(qiáng)大的時(shí)鐘管理和頻率合成能力,使系統(tǒng)性能最大化。這些PLL提供的高級特性包括頻率合成、可編程占空比、外部時(shí)鐘輸出、可編程帶寬、輸入時(shí)鐘擴(kuò)頻、鎖定探測以及支持差分輸入輸出時(shí)鐘信號(hào)。
Nios II 嵌入式處理器：Cyclone II 器件的Nios II 嵌入式處理器降低了成本,提高了靈活性,給低成本分立式微處理器提供了一個(gè)理想的替代方案。
片內(nèi)匹配：Cyclone II FPGA 支持驅(qū)動(dòng)阻抗匹配和片內(nèi)串行終端匹配。片內(nèi)匹配消除了對外部電阻的需求,提高了信號(hào)完整性,簡化電路板設(shè)計(jì)。Cyclone II FPGA通過外部電阻還可支持并行匹配和差分匹配。
熱插拔及上電順序：Cyclone II 器件提供強(qiáng)大的片內(nèi)熱插拔以及上電順序支持,確保器件正確操作不依賴上電順序。該特性同時(shí)實(shí)現(xiàn)了上電之前和上電過程中對器件和三態(tài)I/O緩沖的保護(hù),使Cyclone II 器件成為多電壓系統(tǒng)以及具高可靠性和冗余需求的應(yīng)用的理想方案。
循環(huán)冗余碼(CRC)：Cyclone II 器件具有32 比特 CRC自動(dòng)校驗(yàn)功能。內(nèi)置的CRC校驗(yàn)電路簡化了校驗(yàn)流程,只需在Quartus II 軟件中單擊一下即可。這是FPGA中對付單事件干擾（SEU）問題最有效的解決方案。
Cyclone II與Cyclone FPGA的差別：Cyclone II FPGA提供比Cyclone FPGA更新更先進(jìn)的特性。這些特性包括嵌入式乘法器、支持DDR2和QDR II存儲(chǔ)器件的外部存儲(chǔ)器接口、片內(nèi)串行匹配,以及支持更多的差分和單端I/O 標(biāo)準(zhǔn)。
串行配置器件：Cyclone II 器件可以采用Altera的低成本串行配置器件進(jìn)行配置,這種串行配置器件最大可提供64兆比特的Flash存儲(chǔ)器。
Cyclone II FPGA 訂購型號(hào)
EP2C20F256C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F256C8
EP2C20F256I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F256I8
EP2C20F484C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F484C8
EP2C20F484C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F484C8N
EP2C20F484I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F484I8
EP2C20Q240C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20Q240C8
EP2C20Q240C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20Q240C8N
EP2C20Q240I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20Q240I8
EP2C35F484C6：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C6
EP2C35F484C6N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C6N
EP2C35F484C7ES：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C7ES
EP2C35F484C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C8
EP2C35F484C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C8N
EP2C35F484I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484I8
EP2C35F484I8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484I8N
EP2C35F672C6：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C6
EP2C35F672C7ES：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C7ES
EP2C35F672C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C8
EP2C35F672C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C8N
EP2C35F672I7：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672I7
EP2C35F672I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672I8
EP2C35F672I8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672I8N
EP2C50F484C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F484C8
EP2C50F484I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F484I8
EP2C50F672C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F672C8
EP2C50F672C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F672C8N
EP2C5F256C7：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5F256C7
EP2C5Q208C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5Q208C8
EP2C5Q208I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5Q208I8
EP2C5T144C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5T144C8
EP2C5T144I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5T144I8
EP2C5T144I8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5T144I8N
EP2C70F672C6N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C6N
EP2C70F672C7N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C7N
EP2C70F672C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C8
EP2C70F672C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C8N
EP2C70F672I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672I8
EP2C70F896C6：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F896C6
EP2C70F896I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F896I8
EP2C8F256C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8F256C8
EP2C8F256C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8F256C8N
EP2C8Q208C：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208C
EP2C8Q208C7：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208C7
EP2C8Q208C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208C8
EP2C8Q208I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208I8
EP2C8T144C8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8T144C8
EP2C8T144C8N：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8T144C8N
EP2C8T144I8：Altera現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8T144I8
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